2019-2020年高二化学《化学电源》教案(I)

1、2019-2020年高二化学化学电源教案 教 学 课 题专题节题化学电源（二课时）教 学 目 标知识与技能1、了解常见化学电源工作原理，能正确书写原电池的正负电极反应式及电池 反应方程式。常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。4、过程与方法通过实验探究化学能转化为电能的装置，培养实验探究能力。情感态度与价值观感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强学生的环保意识。教学重点原电池工作原理教学方法：阅读、启发、讨论式教学难点电极反

2、应式的正确书写。教学准备常见电池。教学 过 程教师主导活动学生主体活动复习引入1、构成原电池的条件是什么？引入生活生产中我们有哪些化学电池。师原电池的原理是什么呢？师我们以前所学的原电池有哪些缺点？板书第二节 化学电源阅读课本P73 74上，回答下列问题：投影问题实用电池的特点；什么是一次电池，什么是二次电池？判断一种电池优劣的标准是什么？师电池的两极各发生了什么反应？电池正、负两极应该如何确定？生四个条件（1）有活泼性不同 的两种金属（或一种是非金 属导体，如石墨）作电极（2）要有电解质溶液；（3）要形成闭合回路。（4）自发的氧化还原反应生一般情况活泼的金属为负极， 发生氧化反应。不活泼的金

3、属为正极， 发生还原反应。锌锰电池（干电池）、 铅蓄电池、燃烧电池（氢氧 燃烧电池、甲烷燃烧电池）师电池可以分为一次电池和二次电池，比如：干电池是一次电池。板书一、一次电池展示展示学生解剖的干电池让学生观察并回答：投影问题干电池的两极材料是什么？电解质溶液是什么？两极反应式如何书写？ 总反应如何书写?师下面我们学习几种化学电池。请同学们先观察几种电池示意图:封黯石蚤电极干电池示意图MrJ3 +CI锌筒负极氢气隔离板铅蕃电池示意閨废电解质三氧气电解质氧化剂电极氢氧燃料电池示意图图 2-15师根据示意图你能说明电池的种类吗？过渡原电池结构简单，时间一长，就不能产生电流，因而没有实用价值。下面介绍根

4、据原电池原理制作的实用电池，他们已被广泛用于日常生活、 生产和科学技术等方面。讲解化学电源按其工作性质和储存方式可分为一次电池或原电池、二次电池或可充电电池、储存电池、燃料电池四大类。电极一般由电极材料与添加剂（提高导电性能，如金属粉、碳粉等）。正极为金属氧化物、负极为活泼金属。使用何种化学电源往往根据其其用途综合考虑几方面因素（时间、温度等）。教师主导活动学生主体活动名称电极材料电极反应式碱性锌负极为锌，正极为金属负：Zn+20H-2e-=Zn(OH) 2教锰干电棒，电解质溶液为氢氧化正：2fO +2M nO +2e-=2 MnO OH+20H学过程池钾（原氯化铵、氯化锌）电池:Zn+2H2

5、O+2 MnO=2MnO OH+Z n(OH)银锌纽电极分别是Zn和AgpO,负：Zn+20H-2e-=ZnO +H 2O扣电池电解质溶液是KOH溶液，正：Ag2O +HO +2e-=2Ag+20H-电池反应的产物是 ZnO和Ag,电池Zn+AcpO =2Ag+Z nO铅蓄电极分别是Pb、PbQ，电负：Pb+SO 、锂电池工作原理：负极（ Li ）、正极（过渡金属氧化物）电池反应：xLi+MoS2=Li xMoS-2e =PbS0 4电池正：一 + _ c i 解质是定浓度的硫酸，Pb02+4H+S04 +2e-_PbSU4+2HO电池:Pb+PbO+2H2SU4=2PbSO+2H2O充电时电

6、极分别是 PbS04电池:Pb+PbO+2H2SU4=2PbSO+2H2O阴极:PbSQ+2e = Pb+ SO2 4师找找原电池和电解阳极 +2:PbSO+2H2O-2e = PbU2+4H+S6池电极反应和总反应的总反应：2PbSO+2H2O= Pb+Pb02+2H2S04关系？生阴极和负极阳极和正极互为颠倒氢氧一般用30% K0H溶液作这 种电池的电解质溶液。电 极可用含有催化剂的多负：2Hz-4e-+4UH-= 4H2O燃料正：Q+2H2O+4e-=4UH电池孔石墨电极（负极中催化 剂可用铂或钯，正极中催 化剂可用AgO或CoQ）电池反应式：2H+ O2= 2H2O甲烷电解质溶液为氢氧

7、化钾负极-2-:CH4 + 1UOH -8e = CO 3 + 7H 2O燃料溶液正极:2 O2+4 H2O +8e = 8OH电池-2-CH + 2OH +2O2= CO3 +3H2O说明：1、燃烧电池的电解质有磷酸（酸性溶液）、氢氧化钠（碱性溶液）、熔融氧化锆（Zr6）、 质子交换膜（H）。教师主导活动学生主体活动总结电极反应的书写：1.原电池的正负极确定a.由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极（一般负极材料与电解质溶液发生反应），但不是绝对的。女口 Mg-AI-HCI溶液构成的原电池中，负极为，但 Mg-AI-NaOH溶液构成的原电池中，负极为教b.根据反应的类型判断：可根

8、据总反应式来分析电极是发生氧化反应还是还原反应，若发生氧化反应，学则为负极，若发生还原反应，则为正极。过程2书写电极反应注意的问题a.电极反应是一种离子反应，遵循书写离子方程式的一切规则（如“拆”、“平”）；两电极反应式中得失电子数目一般相等。b.负极失电子所得氧化产物、正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如+4价的C在酸性溶液中以CO形式存在、在碱性溶液中以C&形式存在）；c.溶液中不存在O 在酸性溶液中它与结合成H2O 在碱性或中性溶液中它与H20结合成0H。d.两极反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应。e.对于可逆电池反应，要弄清楚充

9、电和放电的方向，放电过程体现原电池原理，充电过程体现电解池原理。板1.原电池的正负极确定书计2书写电极反应注意的问题划教学反思：本节内容应联系生活实际，向综合性、应用性和实践性转化。因此本节课的设计应注意：挖掘原电池的原理和组成条件，使学生认识到化学知识与工农业生产、科学发展、日常生活有密切的联系，以激发学生学习化学的兴趣。更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。课后练习（ 07天津）天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的.氧化钴（LiCoO2）,充电时LiCoO2中Li被氧化，Li +迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（G）中，以Li

10、Ce表示。电池反应为 是充电LiCoO2 + C 6 斗 CoO放电2 + LiC 6，下列说法正确的 充电时，电池的负极反应为LiC 6 e - = Li + C 6 放电时，电池的正极反应为CoO2 + Li + + e = LiCoO 2 ,羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低（05广东）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O。下列对该燃料电池说法正确的是 电池的总反应是：2GHw+13Qt 8CO+1OHO 在熔融电解质中，Cf 由负极移向正极

11、 通入空气的一极是正极，电极反应为：Q+4e =2 O2 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：GHo+26e+13OT=4CQ+5H2O （06广东）某可充电的锂离子电池以LiMnzQ为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li +导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn 2Q=Li 2Mr2Q。下列说法正确的是放电时，LiM n2O发生氧化反应 放电时，正极反应为：Li +LiMn20+e =Li 2MnO4充电时，LiM nzQ发生氧化反应 充电时，阳极反应为：Li +e-=Li（06江苏）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高 的特性。锂离子电池放电时的电

12、极反应式为负极反应：C6Li xe =C6Li 1 x + xLi + （GLi表示锂原子嵌入石墨形成复合材料） 正极反应：Li 1-xMO+ xLi + x e =LiMQ （ LiMQ表示含锂的过渡金属氧化物） 下列有关说法正确的是锂离子电池充电时电池反应为CsLi + Li 1xMO=LiMQ+ QLi 1x 电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子，金属锂所消耗的质量最小 锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动 锂离子电池充电时阴极反应为GLi 1x+ xLi+ x e =GLi我国首先研制的以铝-空气-海水电池为能源的新型航标灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠

13、空气中的氧使铝不断氧化而源源不断地产生电流，其能量比干电池高2050倍。试推测此种新型电池可能的基本结构： 是负极，是正极。电极反应式为。航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢-氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应的化学方程式均可表示为2H+O=2HO。酸式氢-氧燃料电池中的电解质是酸，其负极反应为2f-4e-=4H，则其正极反应为;碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应为Q+2H2O+4e=4OH，则其负极反应为 。2019-2020年高二化学化学电源教案教学目标：知识与技能：1、常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；2、认识一次电池

14、、二次电池、燃料电池等几类化学电池；3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。过程与方法：培养学生观察能力和思考问题的能力。情感态度与价值观：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确 的能源观，增强学生的环保意识。教学重点：化学电源的结构及电极反应的书写教学难点：化学电源的结构及电极反应的书写课时安排：1课时教学方法：阅读、启发、讨论式教学过程：复习引入1、构成原电池的条件是什么？2、原电池的原理是什么呢？回答：1、（ 1）有活泼性不同的两种金属（或一种是非金属导体，如石墨）作电极；（2）要有电解质溶液；（3）要形成闭合回路。2、原电池是由化学

15、能转化为电能的装置。提问我们以前所学的原电池有哪些缺点？学生回答反应一段时间后，就不会产生电流了，且携带不方便。过渡原电池结构简单，时间一长，就不能产生电流，因而没有实用价值。下面介绍根据原 电池原理制作的实用电池，他们已被广泛用于日常生活、生产和科学技术等方面。板书第3节化学电源阅读课本回答下列问题：投影问题实用电池的特点；什么是一次电池，什么是二次电池?判断一种电池优劣的标准是什么？学生回答讲述下面我们学习几种化学电池。请同学们先观察几种电池示意图:干也也示意甸铅番电池示章閨国 2-15氮氣烘料电池示資盟.:-%MW.k.-设问根据示意图你能说明电池的种类吗?回答:锌锰电池（干电池）、铅蓄

16、电池、燃烧电池（氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池）等。 设问电池的两极各发生了什么反应？电池正、负两极应该如何确定？回答：活泼的金属为负极，发生氧化反应。不活泼的金属为正极，发生还原反应。讲解电池可以分为一次电池和二次电池，比如：干电池是一次电池。板书一、一次电池展示展示学生解剖的干电池让学生观察并回答：投影问题干电池的两极材料是什么？电解质溶液是什么？两极反应式如何书写?总反应如何书写？学生回答教师板书纠正学生的错误，写出正确的反应。干电池（锌锰干电池）酸性：两极材料是 Zn、MnO电解质溶液是：NH4CI负极：Zn-2e =Zn2+正极；2NH；+2e = 2NH3+H2总反应：Zn+2NH =

17、Zn +2NH f +2H2T启发比较以上电极反应与课本 P74的电极反应为什么不相同？有什么有点？碱性：讲述以上我们介绍的干电池，广泛应用于日常生活中，比如，手电筒、钟表、录音机等都 可使用，相对来说较为方便，但不能循环使用，属于一次性电源。下面再来学习一种可以循 环使用的电压稳定的化学电源一一铅蓄电池。同样，请同学们通过阅读并观察前面的示意图, 回答下列问题：1、铅蓄电池的组成？2、铅蓄电池的工作原理、电极反应？（学生看书后回答，教师补充后板书）板书二、二次电池铅蓄电池负极（Pb）: Pb+ SQ2 -2e =PbSQ正极（PbQ）: PbQ+SQ2 +2e = PbSQ4+2H2Q总反应

18、：2+Pb+ PbQ + 2SQ + 4H 2PbSQ+ 2H2Q讲述铅蓄电池长期使用会导致电解质溶液硫酸的消耗，因而要注意在正负极之间定期补充 硫酸溶液，以保证铅蓄电池的循环使用。随着科学的发展，人们已经研制出寿命更长，体积更小的电池，如手机电池、石英表的电池 等，其原理都是原电池的原理。同学们有兴趣可自己课下查阅资料，了解其结构及电极反应。过渡除了上述电池外，还有类电池是把燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转 换器”。这类电池就是新型燃料电池。板书三、燃料电池阅读课本P7677，了解什么是燃料电池？这类电池有什么优点？学生回答能量转化率高，可持续使用，不污染环境。展示氢氧燃料电池示

19、意图，让学生根据示意图判断正负极，并试写出电极反应（学生书写 后教师纠错并板书）。板书氢氧燃料电池：酸性（H 2SO 4）:负极：2H2 4e=4H正极：O2+4H+4e=2HbO总反应：2H2+ O2=2H2O碱性（KOH）:负极： 2H2+4OH 4e=2H 2O正极：Q+2HO+4e=4OH总反应：2H2+ O2=2HbO练习书写下列原电池的两极反应式。（1）铜、锌、稀硫酸（2）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的C6与oh仮应生成co拜口玉。，而正极是6得电子而成为氢 氧根），板演：（1）负极：Zn-2e=Z n2+正极：2H+2e=2H=H2C5）负极；GEt-8e+10OH =CO+7HaO正极：2O2+8e+4H2O=8OH-总反应；2O2+CE4+2OH=CO+3H2O设问谁能够将燃烧电池小结一下呢？（从电极的判断、书写方面）回答：在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：负极发生氧化反应，化合价升高，失去电子；总反应式为：两极反应的加合；书写反应时，还应该注意得失电子数目应该守恒。评价回答的很好。燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是